歧化及烷基轉移反應中甲苯與C9芳烴含量變化對苯收率和C8芳烴收率的影響

溫強（中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101）

1 裝置概況

海南煉化歧化及烷基轉移裝置于2013 年12 月建成投產，原裝置規模90 萬噸/年（以歧化進料為基準），年開工時數為8000小時，催化劑采用上海石油化工研究院的HAT-099型催化劑；裝置于2017 年大檢修期間進行了擴能改造，裝置規模提至117 萬噸/年，同時催化劑更換為上海石油化工研究院最新的HAT-300型催化劑。

歧化及烷基轉移裝置以甲苯塔塔頂來的甲苯和二甲苯精餾裝置重芳烴塔頂來的C9芳烴為原料，為對二甲苯裝置生產低EB 含量的優質C8 芳烴原料和苯產品，同時副產少量輕烴和燃料氣，是對二甲苯聯合裝置的重要組成部分。

2 反應原理

歧化與烷基轉移工藝的主反應有兩類，分別是甲苯之間的歧化反應及甲苯與C9芳烴發生的烷基轉移反應，副反應則主要是C9芳烴之間發生的歧化反應，以及一些加氫脫烷基反應。以上反應的一些產物又可參與二次三次反應，還有一些裂解和聚合等副反應。歧化及烷基轉移反應的反應方程式如下：

主反應有：

甲苯歧化反應：

烷基轉移反應：

副反應主要有：

碳九歧化反應：

加氫脫烷基反應：

從以上反應機理可以看出該反應主要是利用芳烴側鏈烷基基團在芳烴分子間的轉移和重排來生成目標產物苯和對二甲苯。即芳烴歧化反應是有兩個同分子帶有烷基側鏈芳烴進行烷基轉移反應生成兩個不同的芳烴分子；烷基轉移反應既是不同的兩個芳烴分子發生烷基遷移，變成兩個新分子的過程，芳烴歧化只是芳烴烷基轉移的一種特殊情況。

3 數據分析

近期歧化裝置進料量124t/h，反應產物流量123t/h，加工負荷是設計負荷的85%，反應溫度383℃、壓力2.68MPa，通過對歧化反應進料中甲苯和C9芳烴的含量調整發現歧化反應產物中苯和C8芳烴的含量也有所變化。具體數據分析如下：

表1 歧化裝置化驗分析數據（質量百分數）

產物中甲苯含量%產物中C9含量%產物中C10含量%32.0 33.0 32.6 38.0 21.0 21.0 20.8 17.0 5.5 3.8 5.7 4.5 37.0 17.0 5.0 39.0 17.0 4.0

表2 苯和C8芳烴收率

4 苯收率和C8芳烴收率

笨的收率是指歧化反應產物中的總苯減去反應進料中的苯與反應產物總量的比；C8芳烴的收率是指歧化反應產物中的總C8芳烴量減去反應進料中的C8芳烴與反應產物總量的比。計算公式如下：

公式一：

C8芳烴收率=

表1 是2019 年4 月和6 月的化驗分析數據，期間反應總進料保持不變，對反應進料中甲苯和C9 芳烴比例進行調整；4 月反應進料中甲苯和C9 芳烴含量分別維持在46.5%和42%左右，反應產物中苯和C8 芳烴含量分別是6.4%和34%左右。6月反應進料中甲苯和C9 芳烴含量分別是55%和35%左右，反應產物中苯和C8芳烴含量分別是7.9%和32%左右。表2中數據是根據表1 的數據通過公式一計算的結果；4 月份笨的收率由表1、表2 得到，當進料中甲苯含量的升高、C9 芳烴含量降低時，反應產物中苯收率增加、C8芳烴收率降低；當反應進料中甲苯含量降低、C9 芳烴含量增加時，苯收率降低、C8 芳烴收率增加。

歧化進料量維持在124th，當進料中甲苯含量的升高，苯收率由6.25%升高至7.75%時，苯產量增加1.9t/h；當進料中C9芳烴含量升高，C8 芳烴收率由31.4%升高至33.6%時，C8 芳烴產量增加2.7t/h。

5 結語

歧化及烷基轉移裝置是芳烴聯合裝置的重要組成部分，為二甲苯精餾提供優質的C8芳烴和苯產品。在歧化反應中通過改變甲苯和C9芳烴的比例來調整反應產物中苯和C8芳烴的收率，可以滿足不同產品需求的靈活度，通過計算優化原料結構，使裝置在不同時期保持效益最大。